武德三年（公元620年），李世民大破刘武周，平定河东。
武德二年（公元619年），唐朝刚平定河西、陇右，稳定了关中局势，在马邑盘踞的宋金刚、刘武周在突厥的支持下率大军冲杀而来，要与唐朝一争天下。
（1）勾结突厥
刘武周是河间景城人，父亲刘匡迁居马邑。刘武周骁勇善骑射，喜欢结交侠义士。长兄刘山伯曾训斥他道：“你交往的净是狐朋狗友，这些人会为我们招来灭门之祸的。”刘武周因此羞恼，离家去了洛阳，投靠了隋朝太仆杨义臣。曾随军征辽东，因军功授建节校尉。后来回到家乡，官至鹰扬府校尉。太守王仁恭因为他是当地豪强的首领，颇为厚爱，令刘武周领亲兵跟随自己左右。刘武周和王仁恭的小妾私通后，害怕东窗事发，又见天下大乱，于是暗地想出诡计，阴谋作乱。
马邑太守王仁恭，卑鄙好贪，多受贿赂，但从不救济贫民。刘武周乘机煽动：“现在百姓饥饿，尸横遍野，王太守紧闭粮仓，一点也不赈灾济民，身为百姓父母官能这样做吗？”民众听后怒气冲天。随后，他佯装卧病在床。众豪强前来问候，他杀牛纵酒款待，宴席间又鼓动道：“我们不能这样坐以待毙！现在官仓中粮食新旧相积，以致腐烂，谁能与我一同去取？”众豪强纷纷答应。
大业十三年（公元617年）二月初八，王仁恭在衙门处理日常事务，刘武周入内拜见，王仁恭被刘武周身后的张万岁等人杀死，刘武周将首级拿出示众，郡中无人敢动。于是赈济饥民，开仓放粮，以此笼络人心。又派人将檄文遍送境内各地，马邑所属城镇都归附了刘武周，成为一支拥有一万多人的武装力量。这时，刘武周自称郡太守，以突厥为其后台。
隋虎贲郎将王智辩与雁门丞陈孝意商量共同讨伐刘武周，包围了桑乾镇。二十一日，刘武周与突厥合兵击杀智辩，孝意侥幸逃脱。三月十七日，刘武周袭破楼烦郡（今山西静乐），进而攻下隋炀帝行宫汾阳宫，并用俘虏的隋宫女贿赂突厥始毕可汗，刘武周得到突厥送出的优良战马。刘武周得突厥良马，充实骑兵，势力如虎添翼，不久就将定襄收在自己手中。这时，突厥立刘武周为定杨可汗，并以狼头大旗为标志。倚仗突厥势力，他自称皇帝，立妻沮氏为皇后，改元“天兴”。以妹妹的丈夫苑君璋为内史令，卫士杨伏念为尚书左仆射。随后，刘武周率兵攻克雁门郡。
李渊在太原起兵南下以前，为了防止后方作乱，曾向突厥称臣。等到唐在关中实力大增，统治安定以后，和突厥的关系便日渐疏远。虽然仍时常向突厥进贡金银纱绸，却不能满足突厥贵族的欲望。这样，刘武周为了扩大地盘，便勾结突厥军队一道南侵。
上谷郡人宋金刚，原在家乡聚百姓一万多人反隋，和定州豪杰魏刀儿互为唇齿。窦建德消灭魏刀儿之时，宋金刚前去支援，战败，带领四千人马向西投奔了刘武周。刘武周早就听闻宋金刚善于用兵，得到他后，称他为宋王，由宋金刚掌握军权，并将自己的财产分出一半送给宋金刚。宋金刚与刘武周也更近一层，休掉原来的妻子，以刘武周的妹妹为妻。并建议先攻下太原，再向南征伐。刘武周深表赞同，随后宋金刚被封为西南道大行台，率兵三万攻唐。
（2）攻势猖獗
武德二年（公元619年）三月二十二日，并州遭到刘武周的进攻。四月，又引来突厥骑兵，屯驻黄蛇岭，兵锋甚盛。当时唐齐王李元吉镇守并州。大敌当前，李元吉竟派车骑将军张达只带百名步兵试探敌军兵力强弱。张达因兵力太单薄，不愿出兵；但李元吉强迫出兵，结果全军覆没。愤怒的张达投降了刘武周。二日，张达引导刘武周偷袭榆次，成功夺取该城。十八日，并州又受围困，太原告急。二十日太常卿李仲文被高祖派去解救并州。五月十九日，平遥城被刘武周攻陷，六月初十，刘武周进逼介州，僧人道澄作内应，用佛幡将刘武周的军士缒入城中，遂攻陷该城。
唐命行军总管李仲文、左武卫大将军姜宝谊迎击刘武周。刘武周的将领黄子英来往于雀鼠谷，屡次以小股人马试探，两军才一接触，黄子英就佯装逃走，这样几次之后，李仲文、姜宝谊便出动全部兵力追击，却被对方伏击，大败，李仲文、姜宝谊都被对方俘虏。后来均逃回，又被高祖派去攻打刘武周。
刘武周气焰嚣张，唐军屡战屡败，李渊很是担忧。右仆射裴寂毛遂自荐，愿领兵前往相救。二十六日，李渊以裴寂为晋州行军总管，率唐朝军队出征，并予临机决断、不用上奏的权力。
七月二十五日，唐浩州受到宋金刚的攻击。十多天没有攻克，宋金刚就撤退了。九月，裴寂来到介休，遇到盘踞城池抵抗的宋金刚。裴寂在度索原扎营，军营中饮用涧水为生，水源被宋金刚切断，唐军士兵又渴又乏。裴寂想迁移营地靠近水源，宋金刚趁此时发动攻势，裴寂的军队溃不成军。裴寂马不停蹄，逃入晋州。裴寂败后刘武周又数次派兵进攻浩州，刺史刘瞻将其击败。李仲文引唐军来援，两人据城固守，力保战略重地不失手。裴寂战败向李渊请罪，李渊写信安慰了一番，仍然让他统领河东地区。
裴寂失败后，刘武周迅速进逼并州。李元吉胆小怕事，无心守城，于是骗司马刘德威说：“你率领老弱守城，主力部队由我带出迎敌。”十六日，李元吉半夜出兵，放弃并州携带妻妾逃回长安。李元吉刚离开，刘武周的大军就兵临城下，晋阳的豪强薛深献出城池迎接刘武周进城。高祖闻讯，非常气愤，对礼部尚书李纲说：“元吉太年轻，不熟悉现在的形势，所以才派宇文歆、窦诞辅佐他。晋阳有几万强兵，贮藏有大量粮草，它是王业兴起的根基，这样轻易就拱手让与他人。听说是宇文歆首先提出这个主意，他应当被杀！”李纲说：“齐王年轻骄奢放纵，窦诞没有规谏过他，反而为他掩饰，造成人心离散，今天的失败是窦诞的罪过。宇文歆劝谏，齐王不听，所有的情况都是他上奏朝廷，怎么能杀掉他呢？”其实窦诞是李渊的女儿襄阳公主的丈夫，他有意袒护，想拿宇文歆当替罪羊，以开脱李元吉的罪责。幸好劝阻起了作用，李渊于次日召见李纲，称赞道：“我有你这样的辅臣，今后不会滥施酷刑了。元吉自己胡作非为，不是两人能禁止的。”于是把宇文歆、窦诞一同赦免，就此了结这件事。刘武周在太原俘虏了唐卫尉少卿刘政会，但他忠于唐室，写密信论述刘武周的军情。
刘武周占据太原，派遣宋金刚攻下晋州，唐右骁卫大将军刘弘基被俘，刘弘基逃回了唐。徐州又遭宋金刚进逼，龙门失手。十月，又克浍州，军势锐不可当。唐朝河东将领裴寂性格怯懦，又无将帅之才，面对劲敌，无计可施，只是不断地派遣使者到泰、虞二州，百姓被强迫进城堡防守，并将积蓄焚毁。民众因此怨声载道，惶恐不安，都想叛唐。夏县的吕崇茂聚集百姓自称为魏王，响应刘武周，裴寂带兵进讨，又以失败告终。随后裴寂被李渊召回朝廷，追究败军之罪，但旋即就被赦免，受到的恩宠比以前更厚重。
（3）李世民击刘武周
李渊命工部尚书独孤怀恩、永安王李孝基、陕州总管于筠、内史侍郎唐俭率兵征讨吕崇茂。当时，原隋朝将军王行本仍占据河东。王行本原是尧君素部下，武德元年（公元618年）十二月薛宗等杀尧君素降唐时，王行本驻扎在外，听到消息后回军杀进河东城，抓住参与此事的数百人，全部杀头，再次登城拒守。独孤怀恩引兵围城迟迟不能攻下，而王行本也举众响应刘武周。到这时，唐只剩晋东南一地在黄河东岸。关中大为震骇，高祖亲笔敕书道：“贼人势力发展得如此迅速，很难与他们抗争，应当派重兵把守关西，放弃黄河以东地区。”秦王李世民上表称：“您从太原起兵，那里是国家的根本；京城一直靠富饶的河东地区提供给养，如果全部放弃，臣实在不甘心。希望给臣三万精兵，臣一定消灭刘武周，收复汾、晋。”于是高祖将关中所有的兵力加入李世民的部队，让他攻打刘武周。二十日，高祖驾临华阴，为秦王送行。
十一月十四日，浩州又遭到刘武周的进攻。趁冰冻坚硬，李世民统兵从龙门渡过黄河，驻扎在柏壁，与宋金刚对峙。当时，黄河以东的州县遭抢劫后，粮仓均被损坏殆尽，人们惧怕侵扰，在城堡中避难，唐军征集不到东西，军队缺粮。李世民命人张贴布告安抚百姓，百姓听说李世民领军前来，民心无不欢欣鼓舞，由近及远，来的人日益增加，然后唐军逐渐征收粮食，军粮因此充足。在军事上，他一面命令大军坚壁不战，休兵秣马；一面派偏将率小股兵力乘机抄掠敌军粮草，骚扰敌军。
原来，宋金刚孤军深入晋南，民心大失，想在当地征粮却征不到，不得不从太原运送军粮。沿途运输条件恶劣，山势险要，不论是运输还是保护粮道，都异常困难。当时，从太原到晋南主要有两条交通线：一条从太原沿汾水西侧经浩州、清源渡汾水达灵石。这就是当初李渊起兵的路线。另一条是从太原沿汾水东侧经平遥、榆次、介休以达灵石。这是刘武周南下时所采用的路线。浩州是西线的要地，刘武周反复争夺这一战略要地，却始终被唐军所掌握。这样不仅将刘武周的运输西线切断，还直接威胁到运输东线。李世民正是针对宋金刚、刘武周这个致命弱点而制定了军事策略。李世民和李道宗有一次登城观察敌情，他问李道宗：“敌人凭借自己拥兵众多，邀我交战，你说怎么办好？”李道宗说：“敌军乘战胜余威，锐不可当，应付这样的敌人，我们不能强力应战，而应靠智慧取胜。今深沟高垒，以挫其锋，乌合之众，不能持久，粮草断绝，自然会全分崩离析，可不战而擒。”李世民点头道，这正是我想要做的。李世民抄掠敌军运输的粮草而坚决避战的方略，使宋金刚军因粮草不足而日渐衰落。
十二月，于筠劝说永安王李孝基尽快向吕崇茂发动攻击，独孤怀恩请求先准备好武器、工具，然后进攻，李孝基同意了他的要求。宋金刚接到吕崇茂的求援，派遣手下将领尉迟敬德、寻相带兵迅速赶到夏县。作战中李孝基因前后受敌，打了大败仗，李孝基、于筠、独孤怀恩、唐俭以及行军总管刘世让都被宋金刚的手下俘虏。尉迟敬德得胜回浍州，李世民派兵部尚书殷开山、总管秦叔宝在他们归途中的必经地美良川（今山西夏县北）设下伏兵。尉迟敬德军一到，唐军突然袭击，大败尉迟敬德、寻相。不久，尉迟敬德、寻相又偷偷率精骑援助河东的王行本。李世民侦得消息，亲自率步骑三千抄近路夜至安邑埋伏下来。在伏击战中，尉迟敬德、寻相的军队全军覆没，只有他们两个人跑回去了。李世民并不追赶，将俘兵带回柏壁。
李世民用奇兵连连获胜，大大激励了唐军将士的士气，纷纷请求要与宋金刚决一死战。李世民认真、冷静地分析形势道：“宋金刚孤军深入，部下全是精兵猛将，刘武周据守太原，将宋金刚作为屏障。宋金刚的军队没有储备，只能一路上通过掠夺补充军需，利于速战。我们养精蓄锐，关闭营门不出，可以挫败他的锐气；分兵攻隰州、汾州，骚扰他的要害之地，他们粮草用完无计可施之时，自然会退军。我们应当等待时机，目前不宜速战。”
武德三年（公元620年）正月，唐将秦武通攻河东，王行本刚一出战就打了败仗，开门投降，后被斩首。绛州又被宋金刚围困。二月，刘武周派兵攻潞州，攻陷壶关、长子。唐潞州刺史郭子武难以抵挡，王行敏被派去援助唐军。但行敏与子武不和，就借传言说子武要叛乱的机会将他斩首。十一日，刘武周侵犯潞州，被王行敏击败。
（4）刘武周败死
三月初二，张万岁被刘武周派去攻浩州，被唐守将李仲文战败，数千人被斩首。二十一日，唐行军总管张纶再次进攻浩州的刘武周，俘斩千余人。刘武周为打通南下的粮道继续进攻浩州，但都被李仲文击败。宋金刚粮草告急，刘武周派将领黄子英保护汾水东岸的粮道，唐浩州行军总管张德政突袭黄子英，黄子英被杀死，运粮敌军被俘，唐军占领了汾水东岸的张难堡，刘武周的运输东线被切断。
粮道全被切断，宋金刚无法立足，于四月十四日向北撤退。李世民立即率军趁此良机衔尾追击。在吕州秦王李世民追上寻相，大败寻相的军队，并乘胜追击，日行两百里，打了几十仗。到高壁岭，总管刘弘基规劝道：“您取得了这么多的胜利，到了这里，功劳也足够了，不断追去，就不会爱惜自己吗？况且士兵们又饥又乏，应当在此安营扎寨，稍作休整，等待后续粮草兵马，然后再追击也不晚。”李世民说：“宋金刚是由于军心涣散，无可奈何才逃跑；功劳难立，败局已定，打败他的机会难得，一定要趁此机会消灭他。如果我们不继续追赶，让他有时间考虑对策加强防备，想战胜他就不那么容易了。我尽心尽力效忠国家，自己的身体不值得顾惜！”于是驱马追击，将士再也不敢提及此事。唐军在雀鼠谷追上宋金刚，一天之内与他八次交手，唐军都打了胜仗，俘虏并杀死了对方几万人。当夜，唐军在雀鼠谷西面宿营。李世民已经三天没有脱下战袍，两天没有吃东西，军中只有一只羊，他与将士们分而共食，将士们无不深受感动。
二十三日，被俘的原陕州总管于筠从宋金刚处逃回唐营，报告了敌方的军情。李世民随即率军急行到介休。宋金刚仍拥兵两万余人，在西城门外布了南北长七里的阵势，要与唐军在这里决一死战。李世民令总管徐世勣、秦叔宝、程咬金攻阵北端；秦武通、翟长孙攻阵南端。两翼军和金刚军激战，渐渐支持不住，向后退却。金刚乘势进攻，李世民则率精骑勇猛冲击敌人后方。金刚腹背受敌，无法抵御，大败而逃。李世民紧追直到张难堡。唐浩州行军总管樊伯通、张德政据堡固守。直到李世民卸下甲胄后，这些历尽艰难的将士们才将他认出，迎接进堡。军士们欢呼雀跃，泪流满面，直到李世民随从将士告诉他们秦王一直没有吃东西，才想起献上粗茶淡饭。
宋金刚逃后，收集起残兵败将的尉迟敬德拒守介休。李世民知他骁勇善战，爱才心切，就派宇文士及和李道宗前去劝降。尉迟敬德、寻相、张万岁答应投降，并将介休、永定两县献给唐朝。李世民得到尉迟敬德万分高兴，让他仍率旧部八千人马，并委以统军之职，和唐朝的军队一块驻军出兵。屈突通见世民全不提防，担心尉迟敬德等不是真心，急忙提醒，李世民却并不在意。
宋金刚兵败的消息传到刘武周那里，武周大为惊恐，放弃并州逃入突厥。收拾起残部的宋金刚准备再战，但众人都不肯与唐作战，宋金刚便逃往突厥。
李世民到达晋阳，刘武周任命的仆射杨伏念以晋阳城投降。唐俭封存了刘武周的仓库留待李世民处置，曾经被刘武周占领的地区全部归唐朝管辖。
不久，宋金刚谋划跑回起兵的上谷，被突厥骑兵追上捉回，突厥人斩杀了宋金刚。以前投降宋金刚的唐岚州总管刘六儿跟着宋金刚跑回，被秦王李世民在介休活捉。
刘武周南下时，内史令苑君璋曾劝阻道：“李渊率一州的士兵，一直打到长安，所向无敌，这是天意，非人的力量所能改变的。太原以南，道路险隘，没有援兵而孤军深入，如果进攻不利，怎能顺利归还？不如在北联合突厥，在南结好唐朝，占据一方，这才是上策。”刘武周当时不听，将苑君璋留在朔州。失败后面对苑君璋不禁落泪，追悔莫及。刘武周归附突厥，日子也不好过，想要重新回到马邑。不料消息泄露，突厥也把他杀了。
长安得到平定河东的捷报，李渊大喜，二十九日，为臣子们大排盛宴。赏赐缯帛时，让将士到皇家府库中随意挑选。
李仲文被李世民留下来镇守并州，五月二十九日班师回到长安。
刘武周从起兵到被突厥人杀掉，一共经历了六个春秋。河东是关中的屏障，一旦失去河东，关中就暴露在刘武周矛头之下；同时，河东在隋唐是经济发达地区，失去河东，就意味着一个重要的资粮来源地的失去。河东的恢复对于进一步巩固关中根据地有很大的作用。现在河东也稳固下来了，唐出关东争夺天下的时机成熟了。
武德二年（公元619年），唐朝刚平定河西、陇右，稳定了关中局势，在马邑盘踞的宋金刚、刘武周在突厥的支持下率大军冲杀而来，要与唐朝一争天下。
（1）勾结突厥
刘武周是河间景城人，父亲刘匡迁居马邑。刘武周骁勇善骑射，喜欢结交侠义士。长兄刘山伯曾训斥他道：“你交往的净是狐朋狗友，这些人会为我们招来灭门之祸的。”刘武周因此羞恼，离家去了洛阳，投靠了隋朝太仆杨义臣。曾随军征辽东，因军功授建节校尉。后来回到家乡，官至鹰扬府校尉。太守王仁恭因为他是当地豪强的首领，颇为厚爱，令刘武周领亲兵跟随自己左右。刘武周和王仁恭的小妾私通后，害怕东窗事发，又见天下大乱，于是暗地想出诡计，阴谋作乱。
马邑太守王仁恭，卑鄙好贪，多受贿赂，但从不救济贫民。刘武周乘机煽动：“现在百姓饥饿，尸横遍野，王太守紧闭粮仓，一点也不赈灾济民，身为百姓父母官能这样做吗？”民众听后怒气冲天。随后，他佯装卧病在床。众豪强前来问候，他杀牛纵酒款待，宴席间又鼓动道：“我们不能这样坐以待毙！现在官仓中粮食新旧相积，以致腐烂，谁能与我一同去取？”众豪强纷纷答应。
大业十三年（公元617年）二月初八，王仁恭在衙门处理日常事务，刘武周入内拜见，王仁恭被刘武周身后的张万岁等人杀死，刘武周将首级拿出示众，郡中无人敢动。于是赈济饥民，开仓放粮，以此笼络人心。又派人将檄文遍送境内各地，马邑所属城镇都归附了刘武周，成为一支拥有一万多人的武装力量。这时，刘武周自称郡太守，以突厥为其后台。
隋虎贲郎将王智辩与雁门丞陈孝意商量共同讨伐刘武周，包围了桑乾镇。二十一日，刘武周与突厥合兵击杀智辩，孝意侥幸逃脱。三月十七日，刘武周袭破楼烦郡（今山西静乐），进而攻下隋炀帝行宫汾阳宫，并用俘虏的隋宫女贿赂突厥始毕可汗，刘武周得到突厥送出的优良战马。刘武周得突厥良马，充实骑兵，势力如虎添翼，不久就将定襄收在自己手中。这时，突厥立刘武周为定杨可汗，并以狼头大旗为标志。倚仗突厥势力，他自称皇帝，立妻沮氏为皇后，改元“天兴”。以妹妹的丈夫苑君璋为内史令，卫士杨伏念为尚书左仆射。随后，刘武周率兵攻克雁门郡。
李渊在太原起兵南下以前，为了防止后方作乱，曾向突厥称臣。等到唐在关中实力大增，统治安定以后，和突厥的关系便日渐疏远。虽然仍时常向突厥进贡金银纱绸，却不能满足突厥贵族的欲望。这样，刘武周为了扩大地盘，便勾结突厥军队一道南侵。
上谷郡人宋金刚，原在家乡聚百姓一万多人反隋，和定州豪杰魏刀儿互为唇齿。窦建德消灭魏刀儿之时，宋金刚前去支援，战败，带领四千人马向西投奔了刘武周。刘武周早就听闻宋金刚善于用兵，得到他后，称他为宋王，由宋金刚掌握军权，并将自己的财产分出一半送给宋金刚。宋金刚与刘武周也更近一层，休掉原来的妻子，以刘武周的妹妹为妻。并建议先攻下太原，再向南征伐。刘武周深表赞同，随后宋金刚被封为西南道大行台，率兵三万攻唐。
（2）攻势猖獗
武德二年（公元619年）三月二十二日，并州遭到刘武周的进攻。四月，又引来突厥骑兵，屯驻黄蛇岭，兵锋甚盛。当时唐齐王李元吉镇守并州。大敌当前，李元吉竟派车骑将军张达只带百名步兵试探敌军兵力强弱。张达因兵力太单薄，不愿出兵；但李元吉强迫出兵，结果全军覆没。愤怒的张达投降了刘武周。二日，张达引导刘武周偷袭榆次，成功夺取该城。十八日，并州又受围困，太原告急。二十日太常卿李仲文被高祖派去解救并州。五月十九日，平遥城被刘武周攻陷，六月初十，刘武周进逼介州，僧人道澄作内应，用佛幡将刘武周的军士缒入城中，遂攻陷该城。
唐命行军总管李仲文、左武卫大将军姜宝谊迎击刘武周。刘武周的将领黄子英来往于雀鼠谷，屡次以小股人马试探，两军才一接触，黄子英就佯装逃走，这样几次之后，李仲文、姜宝谊便出动全部兵力追击，却被对方伏击，大败，李仲文、姜宝谊都被对方俘虏。后来均逃回，又被高祖派去攻打刘武周。
刘武周气焰嚣张，唐军屡战屡败，李渊很是担忧。右仆射裴寂毛遂自荐，愿领兵前往相救。二十六日，李渊以裴寂为晋州行军总管，率唐朝军队出征，并予临机决断、不用上奏的权力。
七月二十五日，唐浩州受到宋金刚的攻击。十多天没有攻克，宋金刚就撤退了。九月，裴寂来到介休，遇到盘踞城池抵抗的宋金刚。裴寂在度索原扎营，军营中饮用涧水为生，水源被宋金刚切断，唐军士兵又渴又乏。裴寂想迁移营地靠近水源，宋金刚趁此时发动攻势，裴寂的军队溃不成军。裴寂马不停蹄，逃入晋州。裴寂败后刘武周又数次派兵进攻浩州，刺史刘瞻将其击败。李仲文引唐军来援，两人据城固守，力保战略重地不失手。裴寂战败向李渊请罪，李渊写信安慰了一番，仍然让他统领河东地区。
裴寂失败后，刘武周迅速进逼并州。李元吉胆小怕事，无心守城，于是骗司马刘德威说：“你率领老弱守城，主力部队由我带出迎敌。”十六日，李元吉半夜出兵，放弃并州携带妻妾逃回长安。李元吉刚离开，刘武周的大军就兵临城下，晋阳的豪强薛深献出城池迎接刘武周进城。高祖闻讯，非常气愤，对礼部尚书李纲说：“元吉太年轻，不熟悉现在的形势，所以才派宇文歆、窦诞辅佐他。晋阳有几万强兵，贮藏有大量粮草，它是王业兴起的根基，这样轻易就拱手让与他人。听说是宇文歆首先提出这个主意，他应当被杀！”李纲说：“齐王年轻骄奢放纵，窦诞没有规谏过他，反而为他掩饰，造成人心离散，今天的失败是窦诞的罪过。宇文歆劝谏，齐王不听，所有的情况都是他上奏朝廷，怎么能杀掉他呢？”其实窦诞是李渊的女儿襄阳公主的丈夫，他有意袒护，想拿宇文歆当替罪羊，以开脱李元吉的罪责。幸好劝阻起了作用，李渊于次日召见李纲，称赞道：“我有你这样的辅臣，今后不会滥施酷刑了。元吉自己胡作非为，不是两人能禁止的。”于是把宇文歆、窦诞一同赦免，就此了结这件事。刘武周在太原俘虏了唐卫尉少卿刘政会，但他忠于唐室，写密信论述刘武周的军情。
刘武周占据太原，派遣宋金刚攻下晋州，唐右骁卫大将军刘弘基被俘，刘弘基逃回了唐。徐州又遭宋金刚进逼，龙门失手。十月，又克浍州，军势锐不可当。唐朝河东将领裴寂性格怯懦，又无将帅之才，面对劲敌，无计可施，只是不断地派遣使者到泰、虞二州，百姓被强迫进城堡防守，并将积蓄焚毁。民众因此怨声载道，惶恐不安，都想叛唐。夏县的吕崇茂聚集百姓自称为魏王，响应刘武周，裴寂带兵进讨，又以失败告终。随后裴寂被李渊召回朝廷，追究败军之罪，但旋即就被赦免，受到的恩宠比以前更厚重。
（3）李世民击刘武周
李渊命工部尚书独孤怀恩、永安王李孝基、陕州总管于筠、内史侍郎唐俭率兵征讨吕崇茂。当时，原隋朝将军王行本仍占据河东。王行本原是尧君素部下，武德元年（公元618年）十二月薛宗等杀尧君素降唐时，王行本驻扎在外，听到消息后回军杀进河东城，抓住参与此事的数百人，全部杀头，再次登城拒守。独孤怀恩引兵围城迟迟不能攻下，而王行本也举众响应刘武周。到这时，唐只剩晋东南一地在黄河东岸。关中大为震骇，高祖亲笔敕书道：“贼人势力发展得如此迅速，很难与他们抗争，应当派重兵把守关西，放弃黄河以东地区。”秦王李世民上表称：“您从太原起兵，那里是国家的根本；京城一直靠富饶的河东地区提供给养，如果全部放弃，臣实在不甘心。希望给臣三万精兵，臣一定消灭刘武周，收复汾、晋。”于是高祖将关中所有的兵力加入李世民的部队，让他攻打刘武周。二十日，高祖驾临华阴，为秦王送行。
十一月十四日，浩州又遭到刘武周的进攻。趁冰冻坚硬，李世民统兵从龙门渡过黄河，驻扎在柏壁，与宋金刚对峙。当时，黄河以东的州县遭抢劫后，粮仓均被损坏殆尽，人们惧怕侵扰，在城堡中避难，唐军征集不到东西，军队缺粮。李世民命人张贴布告安抚百姓，百姓听说李世民领军前来，民心无不欢欣鼓舞，由近及远，来的人日益增加，然后唐军逐渐征收粮食，军粮因此充足。在军事上，他一面命令大军坚壁不战，休兵秣马；一面派偏将率小股兵力乘机抄掠敌军粮草，骚扰敌军。
原来，宋金刚孤军深入晋南，民心大失，想在当地征粮却征不到，不得不从太原运送军粮。沿途运输条件恶劣，山势险要，不论是运输还是保护粮道，都异常困难。当时，从太原到晋南主要有两条交通线：一条从太原沿汾水西侧经浩州、清源渡汾水达灵石。这就是当初李渊起兵的路线。另一条是从太原沿汾水东侧经平遥、榆次、介休以达灵石。这是刘武周南下时所采用的路线。浩州是西线的要地，刘武周反复争夺这一战略要地，却始终被唐军所掌握。这样不仅将刘武周的运输西线切断，还直接威胁到运输东线。李世民正是针对宋金刚、刘武周这个致命弱点而制定了军事策略。李世民和李道宗有一次登城观察敌情，他问李道宗：“敌人凭借自己拥兵众多，邀我交战，你说怎么办好？”李道宗说：“敌军乘战胜余威，锐不可当，应付这样的敌人，我们不能强力应战，而应靠智慧取胜。今深沟高垒，以挫其锋，乌合之众，不能持久，粮草断绝，自然会全分崩离析，可不战而擒。”李世民点头道，这正是我想要做的。李世民抄掠敌军运输的粮草而坚决避战的方略，使宋金刚军因粮草不足而日渐衰落。
十二月，于筠劝说永安王李孝基尽快向吕崇茂发动攻击，独孤怀恩请求先准备好武器、工具，然后进攻，李孝基同意了他的要求。宋金刚接到吕崇茂的求援，派遣手下将领尉迟敬德、寻相带兵迅速赶到夏县。作战中李孝基因前后受敌，打了大败仗，李孝基、于筠、独孤怀恩、唐俭以及行军总管刘世让都被宋金刚的手下俘虏。尉迟敬德得胜回浍州，李世民派兵部尚书殷开山、总管秦叔宝在他们归途中的必经地美良川（今山西夏县北）设下伏兵。尉迟敬德军一到，唐军突然袭击，大败尉迟敬德、寻相。不久，尉迟敬德、寻相又偷偷率精骑援助河东的王行本。李世民侦得消息，亲自率步骑三千抄近路夜至安邑埋伏下来。在伏击战中，尉迟敬德、寻相的军队全军覆没，只有他们两个人跑回去了。李世民并不追赶，将俘兵带回柏壁。
李世民用奇兵连连获胜，大大激励了唐军将士的士气，纷纷请求要与宋金刚决一死战。李世民认真、冷静地分析形势道：“宋金刚孤军深入，部下全是精兵猛将，刘武周据守太原，将宋金刚作为屏障。宋金刚的军队没有储备，只能一路上通过掠夺补充军需，利于速战。我们养精蓄锐，关闭营门不出，可以挫败他的锐气；分兵攻隰州、汾州，骚扰他的要害之地，他们粮草用完无计可施之时，自然会退军。我们应当等待时机，目前不宜速战。”
武德三年（公元620年）正月，唐将秦武通攻河东，王行本刚一出战就打了败仗，开门投降，后被斩首。绛州又被宋金刚围困。二月，刘武周派兵攻潞州，攻陷壶关、长子。唐潞州刺史郭子武难以抵挡，王行敏被派去援助唐军。但行敏与子武不和，就借传言说子武要叛乱的机会将他斩首。十一日，刘武周侵犯潞州，被王行敏击败。
（4）刘武周败死
三月初二，张万岁被刘武周派去攻浩州，被唐守将李仲文战败，数千人被斩首。二十一日，唐行军总管张纶再次进攻浩州的刘武周，俘斩千余人。刘武周为打通南下的粮道继续进攻浩州，但都被李仲文击败。宋金刚粮草告急，刘武周派将领黄子英保护汾水东岸的粮道，唐浩州行军总管张德政突袭黄子英，黄子英被杀死，运粮敌军被俘，唐军占领了汾水东岸的张难堡，刘武周的运输东线被切断。
粮道全被切断，宋金刚无法立足，于四月十四日向北撤退。李世民立即率军趁此良机衔尾追击。在吕州秦王李世民追上寻相，大败寻相的军队，并乘胜追击，日行两百里，打了几十仗。到高壁岭，总管刘弘基规劝道：“您取得了这么多的胜利，到了这里，功劳也足够了，不断追去，就不会爱惜自己吗？况且士兵们又饥又乏，应当在此安营扎寨，稍作休整，等待后续粮草兵马，然后再追击也不晚。”李世民说：“宋金刚是由于军心涣散，无可奈何才逃跑；功劳难立，败局已定，打败他的机会难得，一定要趁此机会消灭他。如果我们不继续追赶，让他有时间考虑对策加强防备，想战胜他就不那么容易了。我尽心尽力效忠国家，自己的身体不值得顾惜！”于是驱马追击，将士再也不敢提及此事。唐军在雀鼠谷追上宋金刚，一天之内与他八次交手，唐军都打了胜仗，俘虏并杀死了对方几万人。当夜，唐军在雀鼠谷西面宿营。李世民已经三天没有脱下战袍，两天没有吃东西，军中只有一只羊，他与将士们分而共食，将士们无不深受感动。
二十三日，被俘的原陕州总管于筠从宋金刚处逃回唐营，报告了敌方的军情。李世民随即率军急行到介休。宋金刚仍拥兵两万余人，在西城门外布了南北长七里的阵势，要与唐军在这里决一死战。李世民令总管徐世勣、秦叔宝、程咬金攻阵北端；秦武通、翟长孙攻阵南端。两翼军和金刚军激战，渐渐支持不住，向后退却。金刚乘势进攻，李世民则率精骑勇猛冲击敌人后方。金刚腹背受敌，无法抵御，大败而逃。李世民紧追直到张难堡。唐浩州行军总管樊伯通、张德政据堡固守。直到李世民卸下甲胄后，这些历尽艰难的将士们才将他认出，迎接进堡。军士们欢呼雀跃，泪流满面，直到李世民随从将士告诉他们秦王一直没有吃东西，才想起献上粗茶淡饭。
宋金刚逃后，收集起残兵败将的尉迟敬德拒守介休。李世民知他骁勇善战，爱才心切，就派宇文士及和李道宗前去劝降。尉迟敬德、寻相、张万岁答应投降，并将介休、永定两县献给唐朝。李世民得到尉迟敬德万分高兴，让他仍率旧部八千人马，并委以统军之职，和唐朝的军队一块驻军出兵。屈突通见世民全不提防，担心尉迟敬德等不是真心，急忙提醒，李世民却并不在意。
宋金刚兵败的消息传到刘武周那里，武周大为惊恐，放弃并州逃入突厥。收拾起残部的宋金刚准备再战，但众人都不肯与唐作战，宋金刚便逃往突厥。
李世民到达晋阳，刘武周任命的仆射杨伏念以晋阳城投降。唐俭封存了刘武周的仓库留待李世民处置，曾经被刘武周占领的地区全部归唐朝管辖。
不久，宋金刚谋划跑回起兵的上谷，被突厥骑兵追上捉回，突厥人斩杀了宋金刚。以前投降宋金刚的唐岚州总管刘六儿跟着宋金刚跑回，被秦王李世民在介休活捉。
刘武周南下时，内史令苑君璋曾劝阻道：“李渊率一州的士兵，一直打到长安，所向无敌，这是天意，非人的力量所能改变的。太原以南，道路险隘，没有援兵而孤军深入，如果进攻不利，怎能顺利归还？不如在北联合突厥，在南结好唐朝，占据一方，这才是上策。”刘武周当时不听，将苑君璋留在朔州。失败后面对苑君璋不禁落泪，追悔莫及。刘武周归附突厥，日子也不好过，想要重新回到马邑。不料消息泄露，突厥也把他杀了。
长安得到平定河东的捷报，李渊大喜，二十九日，为臣子们大排盛宴。赏赐缯帛时，让将士到皇家府库中随意挑选。
李仲文被李世民留下来镇守并州，五月二十九日班师回到长安。
刘武周从起兵到被突厥人杀掉，一共经历了六个春秋。河东是关中的屏障，一旦失去河东，关中就暴露在刘武周矛头之下；同时，河东在隋唐是经济发达地区，失去河东，就意味着一个重要的资粮来源地的失去。河东的恢复对于进一步巩固关中根据地有很大的作用。现在河东也稳固下来了，唐出关东争夺天下的时机成熟了。